【资料】北斗一号、北斗二号、北斗三号

一、 北斗卫星导航系统

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)由中国自行研制。自 20 世纪后期开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了“三步走”发展战略:(1)试验系统阶段:2000年发射 2 颗地球静止轨道卫星并投入运营,建成北斗一号系统,向中国提供服务;(2)区域系统建设阶段:2012 年北斗二号卫星发射数量达 14 个,建成覆盖亚太地区的北斗区域系统;(3)北斗三号全球组网:到 2020 年将完成 35 颗北斗三号卫星的组网,向全球提供相关服务。

截至 2019 年底,北斗三号系统已成功发射 28 颗全球组网卫星(2017 年 2 颗、2018 年 17 颗、2019年 9 颗),24 颗中圆地球轨道卫星(MEO 卫星)组成的核心星座部署完成,为进一步提升系统服务性能和用户体验,实现全球组网奠定坚实基础。

BeiDou test system
图一 · 北斗一号目前均已退役
BeiDou, BDS generation 2
图二 · 北斗二号
BeiDou, BDS generation 3
图三 · 北斗三号全球服务马上就要建成

二、全球四大导航系统对比

全球导航卫星系统 GNSS(Global Navigation Satellite System),泛指所有卫星导航系统,目前为全球范围提供服务或建设目标是为全球范围提供服务的 GNSS 系统只有美国的 GPS、俄罗斯的 Glonass、欧洲的 Galileo 和中国的北斗卫星导航系统。

GNSS compare
图四 · 四大卫星导航系统对比

北斗未来将共提供5大服务,既有国际通用服务,又有北斗特色设计,包括RNSS、SMS、SBAS、SAR、PPP,目前已提供RNSS服务、SMS服务。

Services provided by GNSS
图五 · 提供5大服务

1、RNSS-卫星无线电导航服务

RNSS是卫星导航系统可提供的基本导航服务,包括基本的定位、测速和授时服务。用户接收RNSS信号,自主完成距离测量,并进行位置、速度等参数解算,以实现定位、测速和授时功能。四大全球系统及日本、印度等区域系统均可提供RNSS服务

目前,北斗可向全球用户提供优于10米的定位服务,在亚太地区,由于可观测到更多的北斗卫星,还可提供优于5米更高精度服务。

2、SMS-短报文通信服务

北斗可提供SMS服务,这是北斗的独家秘笈。从北斗一号,到北斗二号,再到北斗三号,北斗SMS功力不断提升。 与RNSS服务不同的是,RDSS采用有源体制,用户容量受限,所以,北斗三号相对于北斗二号区域SMS服务,容量进行了大幅扩展。

3、SAR-国际搜救服务

北斗国际搜救服务按照国际海事组织搜救卫星系统标准建设,利用MEO卫星为全球用户提供服务 ,北斗系统将有6颗卫星搭载搜救载荷,实现全球一重覆盖。就是说,全球任何一个地点的用户,都可以向至少一颗卫星的信标发出求助信号 。

4、SBAS-星基增强服务

对于民航等生命安全高价值用户,需要提供增强和完好性服务, 一旦系统发生问题导致能力降级,在定位精度下降超过阈值时,系统应在一定时间内向用户报警,确保用户使用安全 。北斗星基增强按照国际民航标准要求,可提供更高精度、更高完好性的导航服务。

值得一提的是,美欧俄等系统的卫星导航系统和星基增强系统都是独立建设,只有中国是基于北斗高轨卫星的资源优势,一体提供SBAS服务,很好地实现了功能融合和集约高效。

5、PPP-精密单点定位

精密单点定位是北斗特色高精度服务,通常,卫星导航系统能够提供10米左右的定位精度,而PPP精度更高,可以提供静态厘米级、动态分米级的高精度服务。相对于地基增强系统,星基高精度增强具备广域覆盖、精度均匀、所需地面站点较少的特点。

目前,四大全球系统,只有我国北斗和欧洲伽利略系统可内嵌提供PPP服务。

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